CN111268063B - 适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备与方法,包括主结构(1)、吊点(2)、滑橇(3)、抓取提升装置(4)、水下控制系统(5)、第一水泵(6)、第一喷冲管系(7)、喷口(8)、第二水泵(9)、第二喷冲管系(10)、推进器(11)以及目标探测传感器(12)；本发明能够高效的将左卡爪(407)与右卡爪(408)爪入较硬的淤泥，提高了抓取成功的概率；解决了被打捞物体不在卡爪正下方的偏斜适应问题；解决了被打捞物体埋在泥土下方不能提升的问题；解决了卡爪不能抓入泥土的问题；解决了打捞装备在水下定位定首向的问题。

Description

适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备与方法

技术领域

本发明涉及水下作业领域，具体地，涉及一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备与方法。

背景技术

海洋或各种水域中的水底泥沙中存在鱼雷，潜艇之类的难以打捞的物体，因为体积质量较大，人力打捞并不能高效完成作业；深陷于泥沙中也使打捞作业存在困难，因此需要一种能够高效抓取打捞鱼雷，潜艇之类物体的设备。

公开号为CN110241797A的专利文献公开了一种无人打捞装置，包括浮筒、装置板、驱动装置、传送带、绳索、绳盘装置、调节装置以及打捞网，所述装置板通过所述调节装置与所述浮筒连接，所述驱动装置以及所述绳盘装置均安装在所述装置板上，所述打捞网设置在所述装置板的下方，所述传送带的一端与所述驱动装置连接，所述传送带的另一端与所述绳盘装置连接，所述绳索的一端与所述绳盘装置连接，所述绳索的另一端穿过所述装置板与所述打捞网连接。本发明的无人打捞装置操作简单，工作效率高，能够高效地完成打捞作业，而且还能适应不同情况的水面进行作业，适应性高。但是该装置不适用与打捞深埋于泥沙下的物体，且不能在泥沙上行进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备与方法。

根据本发明提供的一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，包括主结构、吊点、滑橇、抓取提升装置、水下控制系统、第一水泵、第一喷冲管系、喷口、第二水泵、第二喷冲管系、推进器以及目标探测传感器；

所述主结构分别连接吊点、滑橇、抓取提升装置、水下控制系统、第一水泵、第一喷冲管系、喷口、第二水泵、推进器以及目标探测传感器，所述第一水泵连接第一喷冲管系，所述第一喷冲管系连接喷口，所述第二水泵连接第二喷冲管系，所述第二喷冲管系连接抓取提升装置；所述主结构通过吊点连接作业母船；

所述水下控制系统分别连接抓取提升装置、第一水泵、第二水泵、推进器以及目标探测传感器，水下控制系统还能够接收作业母船上控制站的信号。

优选地，所述吊点的数量为一个或多个，所述吊点设置在主结构上部，所述吊点连接作业母船上的吊机，并能够通过吊机起吊。

优选地，所述滑橇的数量为一个或多个，多个滑橇对称安装在主结构的底部。

优选地，所述抓取提升装置包括提升滑轨、提升液压缸、提升滑块、水滑环轴承、右爪液压缸、左爪液压缸、左卡爪、右卡爪以及高压喷冲软管；

所述提升滑轨连接提升液压缸的固定端，提升液压缸的活动端和提升滑轨均连接提升滑块，所述提升滑块在提升液压缸的作用下能够沿着提升滑轨滑动，所述提升滑块连接水滑环轴承，所述左卡爪和右卡爪的一端均分别活动连接水滑环轴承，左卡爪和右卡爪的另一端为抓取端，所述左爪液压缸、右爪液压缸的一端均分别连接水滑环轴承，左爪液压缸、右爪液压缸的另一端均分别连接左卡爪和右卡爪，所述高压喷冲软管一端连接水滑环轴承，高压喷冲软管的另一端连接第二喷冲管系。

优选地，所述抓取提升装置通过提升滑轨活动连接主结构并能够沿着主结构运动改变位置，所述抓取提升装置为一个或多个；

所述提升滑轨内部设置滑道，提升滑块能够沿着提升滑轨内部滑道滑动。

优选地，所述左卡爪与右卡爪相对设置，在进行抓取工作时，所述左爪液压缸能够驱动左卡爪单独动作，所述右爪液压缸能够驱动右卡爪单独动作；

左卡爪和/或右卡爪向远离彼此的方向运动时，两卡爪打开进行抓取物体动作；

左卡爪和右卡爪向靠近彼此的方向运动时，两卡爪闭合卡住已抓取物体。

优选地，所述左卡爪和右卡爪的抓取端为向内侧弯曲的弧形。

优选地，所述左卡爪与右卡爪上均设置有一个或多个高压喷嘴，所述高压喷嘴连接高压喷冲软管。

优选地，所述推进器的数量为一个或多个，多个推进器相互配合实现在水下进退、侧移和转向。

根据本发明提供的一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞方法，采用所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，包括如下步骤：

步骤1：作业母船定位于打捞目标物体上方，通过吊机将适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备吊放入水；

步骤2：入水后，目标探测传感器识别打捞目标物体，根据目标探测传感器识别信息，水下控制系统指令推进器运动到待打捞目标物体上方并调整首向就位；

步骤3：水下控制系统启动第二水泵，水流从高压喷嘴喷出对左卡爪与右卡爪周围的淤泥进行喷冲破土，水下控制系统同时指令抓取提升装置下降，下降一段距离后启动左卡爪与右卡爪对打捞目标物体进行抓取；

步骤4：抓取打捞目标物体后，水下控制系统启动第一水泵，水流从喷口喷出对打捞目标物体上的淤泥进行吹除；

步骤5：水下控制系统指令抓取提升装置提升打捞目标物体，当打捞目标物体被提出泥面后，水下控制系统发送信号给作业母船，作业母船通过吊机将适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备连同打捞目标物体一起吊至水面完成打捞工作。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明结构简单，操作方便，能够对水下以及淤泥里的长柱状物体进行打捞。

2、本发明通过采用水力辅助抓取提升装置对被打捞物体进行抓取，能够高效的将左卡爪与右卡爪抓入较硬的淤泥，提高了抓取成功的概率。

3、本发明中左卡爪与右卡爪采用独立动作的方式，解决了被打捞物体不在卡爪正下方的偏斜适应问题，可在打捞装备相对于被打捞物体偏斜时，一侧卡爪先接触被打捞物体后，另外一侧卡爪仍能继续抓紧，最终能左右爪对称的抱紧被打捞物体。

4、本发明采用第一水泵和喷口对被打捞物体进行大流量喷冲，可有效吹除被打捞设备上方的淤泥，使被打捞物体被顺利提升。

5、本发明采用在左卡爪与右卡爪内侧设置高压喷嘴的方式，利用高压水破土的手段，解决了卡爪不能抓入泥土的问题。

6、本发明采用推进器配合作业母船的起吊，解决了打捞装备在水下定位定首向的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一个角度的结构示意图；

图2为本发明另一个角度的结构示意图；

图3为本发明中抓取提升装置的结构示意图；

图4为本发明中左卡爪与右卡爪的工作示意图；

图5为本发明的工作流程示意图。

图中示出：

1-主结构 408-右卡爪

2-吊点 409-高压喷冲软管

3-滑橇 410-高压喷嘴

4-抓取提升装置 5-水下控制系统

401-提升滑轨 6-第一水泵

402-提升液压缸 7-第一喷冲管系

403-提升滑块 8-喷口

404-水滑环轴承 9-第二水泵

405-右爪液压缸 10-第二喷冲管系

406-左爪液压缸 11-推进器

407-左卡爪 12-目标探测传感器

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本发明提供了一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备与方法,本发明能够高效的将左卡爪407与右卡爪408爪入较硬的淤泥，提高了抓取成功的概率；解决了被打捞物体不在卡爪正下方的偏斜适应问题；解决了被打捞物体埋在泥土下方不能提升的问题；解决了卡爪不能抓入泥土的问题；解决了打捞装备在水下定位定首向的问题本发明尤其适用于陷入淤泥的长柱状物体打捞，例如鱼雷、潜艇等。

根据本发明提供的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，如图1-2所示，包括主结构1、吊点2、滑橇3、抓取提升装置4、水下控制系统5、第一水泵6、第一喷冲管系7、喷口8、第二水泵9、第二喷冲管系10、推进器11以及目标探测传感器12；所述主结构1分别连接吊点2、滑橇3、抓取提升装置4、水下控制系统5、第一水泵6、第一喷冲管系7、喷口8、第二水泵9、推进器11以及目标探测传感器12，所述第一水泵6连接第一喷冲管系7，所述第一喷冲管系7连接喷口8，所述第二水泵9连接第二喷冲管系10，所述第二喷冲管系10连接抓取提升装置4；所述主结构1通过吊点2连接作业母船；所述主结构1是打捞装备的主体结构，是其他设备部件的安装基础；所述水下控制系统5分别连接抓取提升装置4、第一水泵6、第二水泵9、推进器11以及目标探测传感器12，水下控制系统5还能够接收作业母船上控制站的信号，水下控制系统5可根据作业母船上控制站的指令控制水下各部件和执行机构动作。

所述吊点2的数量为一个或多个，所述吊点2设置在主结构1上部，所述吊点2连接作业母船上的吊机，并能够通过吊机起吊，使得整个打捞装备被吊起；所述目标探测传感器12能够探测并识别待抓取物品，可导引打捞装备发现并定位被打捞物体。所述滑橇3的数量为一个或多个，多个滑橇3对称安装在主结构1的底部，使打捞装备可在水底滑行，和泥土有较大的接触面，能有效降低接地比压，减缓打捞装备在稀软地质下的沉陷。

如图3所示，所述抓取提升装置4包括提升滑轨401、提升液压缸402、提升滑块403、水滑环轴承404、右爪液压缸405、左爪液压缸406、左卡爪407、右卡爪408以及高压喷冲软管409，所述提升滑轨401连接提升液压缸402的固定端，提升液压缸402的活动端和提升滑轨401均连接提升滑块403，所述提升滑块403在提升液压缸402的作用下能够沿着提升滑轨401滑动，所述提升滑块403连接水滑环轴承404，所述左卡爪407和右卡爪408的一端均分别活动连接水滑环轴承404，左卡爪407和右卡爪408的另一端为抓取端，所述左爪液压缸406、右爪液压缸405的一端均分别连接水滑环轴承404，左爪液压缸406、右爪液压缸405的另一端均分别连接左卡爪407和右卡爪408，所述高压喷冲软管409一端连接水滑环轴承404，高压喷冲软管409的另一端连接第二喷冲管系10，所述抓取提升装置4通过提升滑轨401活动连接主结构1并能够沿着主结构1运动改变位置，所述抓取提升装置4为一个或多个，抓取提升装置4的位置可以自由组合，通过组合能够抓起不同形状的物体，例如：数个抓取提升装置4排列成一条直线可以抓起长条形物体；所述提升滑轨401内部设置滑道，提升滑块403能够沿着提升滑轨401内部滑道滑动。

如图3-4所示，所述左卡爪407与右卡爪408相对设置，在进行抓取工作时，所述左爪液压缸406能够驱动左卡爪407单独动作，所述右爪液压缸405能够驱动右卡爪408单独动作；左卡爪407和/或右卡爪408向远离彼此的方向运动时，两卡爪打开进行抓取物体动作；左卡爪407和右卡爪408向靠近彼此的方向运动时，两卡爪闭合卡住已抓取物体，所述左卡爪407和右卡爪408的抓取端为向内侧弯曲的弧形，所述左卡爪407与右卡爪408上均设置有一个或多个高压喷嘴410，所述高压喷嘴410连接高压喷冲软管409。所述抓取提升装置4可升降、可实现卡爪开闭，且左卡爪407和右卡爪408均独立通过水滑环轴承406安装，可独立在对应的液压缸驱动下动作。同时能够在被打捞物体偏斜时，自动适应位置偏斜，直到待打捞物体被抓紧，不会出现一侧卡爪接触待打捞物体受力不能继续夹紧后，另外一侧的卡爪也停止闭合或不能夹紧的情况。所述左卡爪407与右卡爪408能够自适应被打捞物体偏斜的情况，可在打捞装备相对于被打捞物体偏斜时，一侧卡爪先接触被打捞物体后，另外一侧卡爪仍能继续抓紧，最终能左右爪对称的抱紧被打捞物体，如图4所示。

第一水泵6能够泵送大流量水，经过第一喷冲管系7，通过喷口8喷出，对被打捞物体上方的淤泥喷冲吹除，清空被打捞物体上方的淤泥；所述第二水泵9能够泵送高压水，经过第二喷冲管系10，通过抓取提升装置4上的高压喷嘴410喷出，能够对左卡爪407和右卡爪408周围的淤泥喷冲破土，使左卡爪407和右卡爪408顺利抓入淤泥。

如图1所示，所述推进器11的数量为一个或多个，多个推进器11组成推进器组，能够相互配合实现在水下进退、侧移和转向，实现一定范围内的位置和首向控制。推进器组能使打捞装备在水面作业船悬吊的情况下在一定范围内在水平面精确控制位置，并在目标探测传感器12的指引下，定位在待打捞设备的正上方，并使打捞设备的首向与待打捞设备一致。

根据本发明提供的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞方法，如图5所示，包括如下步骤：

步骤1：作业母船定位于打捞目标物体上方，通过吊机将适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备吊放入水；

步骤2：入水后，目标探测传感器12识别打捞目标物体，根据目标探测传感器12识别信息，水下控制系统5指令推进器11运动到待打捞目标物体上方并调整首向就位；

步骤3：水下控制系统5启动第二水泵9，水流从高压喷嘴410喷出对左卡爪407与右卡爪408周围的淤泥进行喷冲破土，水下控制系统5同时指令抓取提升装置4下降，下降一段距离后启动左卡爪407与右卡爪408对打捞目标物体进行抓取；

步骤4：抓取打捞目标物体后，水下控制系统5启动第一水泵6，水流从喷口8喷出对打捞目标物体上的淤泥进行吹除；

步骤5：水下控制系统5指令抓取提升装置4提升打捞目标物体，当打捞目标物体被提出泥面后，水下控制系统5发送信号给作业母船，作业母船通过吊机将适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备连同打捞目标物体一起吊至水面完成打捞工作。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，包括主结构(1)、吊点(2)、滑橇(3)、抓取提升装置(4)、水下控制系统(5)、第一水泵(6)、第一喷冲管系(7)、喷口(8)、第二水泵(9)、第二喷冲管系(10)、推进器(11)以及目标探测传感器(12)；

所述主结构(1)分别连接吊点(2)、滑橇(3)、抓取提升装置(4)、水下控制系统(5)、第一水泵(6)、第一喷冲管系(7)、喷口(8)、第二水泵(9)、推进器(11)以及目标探测传感器(12)，所述第一水泵(6)连接第一喷冲管系(7)，所述第一喷冲管系(7)连接喷口(8)，所述第二水泵(9)连接第二喷冲管系(10)，所述第二喷冲管系(10)连接抓取提升装置(4)；所述主结构(1)通过吊点(2)连接作业母船；

所述水下控制系统(5)分别连接抓取提升装置(4)、第一水泵(6)、第二水泵(9)、推进器(11)以及目标探测传感器(12)，水下控制系统(5)还能够接收作业母船上控制站的信号。

2.根据权利要求1所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述吊点(2)的数量为一个或多个，所述吊点(2)设置在主结构(1)上部，所述吊点(2)连接作业母船上的吊机，并能够通过吊机起吊。

3.根据权利要求1所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述滑橇(3)的数量为一个或多个，多个滑橇(3)对称安装在主结构(1)的底部。

4.根据权利要求1所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述抓取提升装置(4)包括提升滑轨(401)、提升液压缸(402)、提升滑块(403)、水滑环轴承(404)、右爪液压缸(405)、左爪液压缸(406)、左卡爪(407)、右卡爪(408)以及高压喷冲软管(409)；

所述提升滑轨(401)连接提升液压缸(402)的固定端，提升液压缸(402)的活动端和提升滑轨(401)均连接提升滑块(403)，所述提升滑块(403)在提升液压缸(402)的作用下能够沿着提升滑轨(401)滑动，所述提升滑块(403)连接水滑环轴承(404)，所述左卡爪(407)和右卡爪(408)的一端均分别活动连接水滑环轴承(404)，左卡爪(407)和右卡爪(408)的另一端为抓取端，所述左爪液压缸(406)、右爪液压缸(405)的一端均分别连接水滑环轴承(404)，左爪液压缸(406)、右爪液压缸(405)的另一端均分别连接左卡爪(407)和右卡爪(408)，所述高压喷冲软管(409)一端连接水滑环轴承(404)，高压喷冲软管(409)的另一端连接第二喷冲管系(10)。

5.根据权利要求4所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述左卡爪(407)与右卡爪(408)相对设置，在进行抓取工作时，所述左爪液压缸(406)能够驱动左卡爪(407)单独动作，所述右爪液压缸(405)能够驱动右卡爪(408)单独动作；

左卡爪(407)和/或右卡爪(408)向远离彼此的方向运动时，两卡爪打开进行抓取物体动作；

左卡爪(407)和右卡爪(408)向靠近彼此的方向运动时，两卡爪闭合卡住已抓取物体。

6.根据权利要求4所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述左卡爪(407)和右卡爪(408)的抓取端为向内侧弯曲的弧形。

7.根据权利要求4所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述左卡爪(407)与右卡爪(408)上均设置有一个或多个高压喷嘴(410)，所述高压喷嘴(410)连接高压喷冲软管(409)。

8.根据权利要求1所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，其特征在于，所述推进器(11)的数量为一个或多个，多个推进器(11)相互配合实现在水下进退、侧移和转向。

9.一种适用于长柱状设备的水下抓取式打捞方法，其特征在于，采用权利要求7所述的适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备，包括如下步骤：

步骤1：作业母船定位于打捞目标物体上方，通过吊机将适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备吊放入水；

步骤2：入水后，目标探测传感器(12)识别打捞目标物体，根据目标探测传感器(12)识别信息，水下控制系统(5)指令推进器(11)运动到待打捞目标物体上方并调整首向就位；

步骤3：水下控制系统(5)启动第二水泵(9)，水流从高压喷嘴(410)喷出对左卡爪(407)与右卡爪(408)周围的淤泥进行喷冲破土，水下控制系统(5)同时指令抓取提升装置(4)下降，下降一段距离后启动左卡爪(407)与右卡爪(408)对打捞目标物体进行抓取；

步骤4：抓取打捞目标物体后，水下控制系统(5)启动第一水泵(6)，水流从喷口(8)喷出对打捞目标物体上的淤泥进行吹除；

步骤5：水下控制系统(5)指令抓取提升装置(4)提升打捞目标物体，当打捞目标物体被提出泥面后，水下控制系统(5)发送信号给作业母船，作业母船通过吊机将适用于长柱状设备的水下抓取式打捞装备连同打捞目标物体一起吊至水面完成打捞工作。

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